“今后無論你走到哪里，北斗將始終伴你左右。”2018年12月27日起，北斗三號(hào)可在全球范圍，全天候、全天時(shí)，為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。包括“一帶一路”國家和地區(qū)在內(nèi)的世界各地均可享受到北斗系統(tǒng)服務(wù)。北斗高精度基礎(chǔ)產(chǎn)品已經(jīng)輸出到90多個(gè)國家和地區(qū)，提供芯片、模塊、終端、軟件、服務(wù)一攬子應(yīng)用解決方案。這，成為中國北斗邁出從區(qū)域走向全球的“關(guān)鍵一步”!
令人驚喜的是，這個(gè)亮點(diǎn)多多、性能優(yōu)異、可靠穩(wěn)定、前景廣闊的北斗三號(hào)系統(tǒng)，有很多重磅技術(shù)都來自國防科大。近日，記者走訪國防科大獲悉，北斗三號(hào)系統(tǒng)中至少有7大關(guān)鍵技術(shù)來自該校。
國防科大人在注入站的照片
01衛(wèi)星載荷
簡(jiǎn)單來說，衛(wèi)星載荷就是直接執(zhí)行特定衛(wèi)星任務(wù)的儀器、設(shè)備或分系統(tǒng)，衛(wèi)星載荷的功能直接決定了衛(wèi)星用途。有效載荷越多，衛(wèi)星的用途越多。
國防科大是北斗三號(hào)衛(wèi)星有效載荷的承研主力單位之一，是唯一一家為所有北斗衛(wèi)星提供信號(hào)業(yè)務(wù)載荷的單位，也是為北斗衛(wèi)星研制信號(hào)業(yè)務(wù)載荷最多的單位。
記者獲悉，從2017年11月起，北斗系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)入高密度期，國防科大成為國內(nèi)唯一一家在全部30顆北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星(其中19顆已在軌運(yùn)行)上都裝載核心業(yè)務(wù)載荷單機(jī)的承研單位。
02 主控站時(shí)頻統(tǒng)一系統(tǒng)
時(shí)頻統(tǒng)一系統(tǒng)，顧名思義與統(tǒng)一時(shí)間有關(guān)。在航天活動(dòng)中，各地面站所獲取、記錄的測(cè)量數(shù)據(jù)和事件都必須有嚴(yán)格統(tǒng)一的精確時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)才能對(duì)它們進(jìn)行分析和處理。因此時(shí)頻統(tǒng)一系統(tǒng)是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，是北斗三號(hào)主控站的核心支撐系統(tǒng)。
國防科大突破了北斗三號(hào)主控站時(shí)頻系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，為北斗系統(tǒng)提供統(tǒng)一的高精度時(shí)間和頻率參考，建立和保持了北斗三號(hào)的系統(tǒng)時(shí)間，為北斗三號(hào)系統(tǒng)高精度定位和授時(shí)服務(wù)提供技術(shù)支撐和重要保障。
03 星地一體化業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)
衛(wèi)星上天當(dāng)然是要拿來用的，北斗三號(hào)為全球提供服務(wù)后，衛(wèi)星任務(wù)量必會(huì)大增，如何一一滿足?星地一體化業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)解決的就是這個(gè)問題。
國防科大提出的北斗全球系統(tǒng)業(yè)務(wù)星地一體化規(guī)劃與調(diào)度框架，解決了北斗全球系統(tǒng)業(yè)務(wù)多、規(guī)劃難的痛點(diǎn)，同時(shí)通過創(chuàng)新任務(wù)規(guī)劃算法，成功解決了北斗全球系統(tǒng)星間、星地、站間等各類業(yè)務(wù)規(guī)劃難題，滿足了北斗系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)需求。
04 地面運(yùn)控系統(tǒng)注入站
地面運(yùn)控系統(tǒng)能讓工作人員在地上，對(duì)天上的衛(wèi)星星座進(jìn)行監(jiān)視、控制和數(shù)據(jù)綜合處理，重要性不言而喻。注入站則負(fù)責(zé)定期給衛(wèi)星注入電文參數(shù)和控制指令，校正衛(wèi)星的星歷和鐘差等參數(shù)誤差。
北斗三號(hào)注入站是北斗系統(tǒng)地面運(yùn)控段的三大核心地面站之一，在其建設(shè)過程中，國防科大創(chuàng)新性提出并實(shí)現(xiàn)了基于統(tǒng)一平臺(tái)的軟件化處理方法，將系統(tǒng)的時(shí)延穩(wěn)定度和測(cè)量精度顯著提高。同時(shí)，在北斗二號(hào)基礎(chǔ)上大幅提升其抗干擾能力。
05 主控站RDSS信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)
RDSS是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)所獨(dú)有的功能，兼具一項(xiàng)GPS所不具有的一項(xiàng)技術(shù)突破——發(fā)短信能力，這項(xiàng)能力使衛(wèi)星定位終端和北斗衛(wèi)星或北斗地面服務(wù)站之間，可以直接通過衛(wèi)星“對(duì)話”，即信號(hào)雙向傳遞，而GPS只有單向傳遞。北斗三號(hào)主控站RDSS信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)就是決定北斗短信能力的核心系統(tǒng)。
國防科大是北斗二號(hào)、北斗三號(hào)地面運(yùn)控系統(tǒng)中RDSS信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)的獨(dú)家建設(shè)者，北斗三號(hào)主控站RDSS信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)相較北斗二號(hào)接收靈敏度大幅提升、用戶機(jī)功率有效降低、入站容量顯著提升，大幅度加強(qiáng)了北斗三號(hào)系統(tǒng)的位置報(bào)告與通信服務(wù)能力。
現(xiàn)場(chǎng)裝線
06 衛(wèi)星定軌高精度信號(hào)接收機(jī)
簡(jiǎn)單來說，衛(wèi)星定軌高精度信號(hào)接收機(jī)就是一個(gè)數(shù)據(jù)接收器，簡(jiǎn)稱“監(jiān)測(cè)接收機(jī)”。它通過在地面對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的連續(xù)跟蹤觀測(cè)，為北斗系統(tǒng)基本導(dǎo)航、星基增強(qiáng)、系統(tǒng)時(shí)差監(jiān)測(cè)等核心業(yè)務(wù)處理提供高精度的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，是北斗三號(hào)地面運(yùn)控系統(tǒng)中技術(shù)復(fù)雜度最高的接收設(shè)備。
自北斗三號(hào)啟動(dòng)建設(shè)以來，國防科大成為我國首家完成北斗三號(hào)地面運(yùn)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)接收機(jī)研制生產(chǎn)的單位，所研制的監(jiān)測(cè)接收機(jī)性能穩(wěn)定，且指標(biāo)最優(yōu)，已成為北斗系統(tǒng)定軌的最主要數(shù)據(jù)來源。
07 RNSS導(dǎo)航信號(hào)模擬源
RNSS導(dǎo)航信號(hào)模擬源被稱為北斗用戶機(jī)的“主治醫(yī)生”。它僅有抽屜大小，卻可模擬衛(wèi)星導(dǎo)航全系統(tǒng)工作流程，提供靈活、可控、可重復(fù)的仿真測(cè)試環(huán)境，對(duì)全國各地的接收機(jī)進(jìn)行全面體檢，還可對(duì)所有類型北斗用戶機(jī)進(jìn)行全面體檢。北斗三號(hào)RNSS導(dǎo)航信號(hào)模擬源是北斗三號(hào)地面運(yùn)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)接收機(jī)的核心測(cè)試設(shè)備。
國防科大電子科學(xué)學(xué)院研制的北斗三號(hào)RNSS導(dǎo)航信號(hào)模擬源實(shí)現(xiàn)通道規(guī)模擴(kuò)大1倍、信號(hào)精度提高5倍，是北斗三號(hào)地面運(yùn)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)接收機(jī)驗(yàn)收指定的核心測(cè)試設(shè)備，也是國內(nèi)同行業(yè)的明星產(chǎn)品。目前該信號(hào)源已成功應(yīng)用于地面運(yùn)控系統(tǒng)全部200余套監(jiān)測(cè)接收機(jī)的聯(lián)調(diào)聯(lián)試和驗(yàn)收測(cè)試，為北斗系統(tǒng)順利開通服務(wù)保駕護(hù)航。
據(jù)報(bào)道，北斗已得到廣泛應(yīng)用，交通運(yùn)輸、海洋漁業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用不斷走深走實(shí)，全國已有617萬輛道路營(yíng)運(yùn)車輛，3.56萬輛郵政和快遞車輛，36個(gè)中心城市8萬輛公交車，3230座內(nèi)河導(dǎo)航設(shè)施，2960座海上導(dǎo)航設(shè)施，使用北斗系統(tǒng)。
同時(shí)，港珠澳大橋采用北斗高精度形變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，保障安全運(yùn)行;基于北斗高精度的智能駕駛汽車，有望2019年上市。
此外，北斗已加入民航、海事、移動(dòng)通信等國際組織，國際民航組織批準(zhǔn)北斗星基增強(qiáng)服務(wù)商標(biāo)識(shí)號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間標(biāo)識(shí)號(hào)，國際搜救衛(wèi)星組織將北斗納入全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)計(jì)劃。
記者 和婷婷 通訊員 胡浩巍、胡梅、陳盈果 圖片 胡浩巍 楊柳 等